(57)【要約】【課題】  スタックから出力される電力量でもロードの電気的な過度状態に対応することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】  水素と酸素の反応によって電気エネルギを発生させ，この電気エネルギを所定のロードに印加するスタックと，燃料を改質して水素を発生させ，この水素をスタックに供給する改質装置と，燃料を改質装置に供給する燃料供給源と，酸素をスタックに供給する酸素供給源と，ロードに電気的に連結設置され，ロードに補助電源を印加してロードの使用電力量に対応する第１バッファユニットと，改質装置とスタックに連結設置され，改質装置からスタックに供給される水素量を調節して使用電力量に対応する第２バッファユニットと，スタックの予め設定された基準電力量及び使用電力量を検出し，使用電力量に基づいて第１，第２バッファユニットを制御する制御ユニットとを含む。【選択図】  図２
2006012811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素の反応によって電気エネルギを発生させ，この電気エネルギを所定のロードに印加するスタックと；
燃料を改質して前記水素を発生させ，この水素を前記スタックに供給する改質装置；
前記燃料を前記改質装置に供給する燃料供給源と；
前記酸素を前記スタックに供給する酸素供給源と；
前記改質装置と前記スタックに連結設置され，前記改質装置から前記スタックに供給される水素量を調節して，前記ロードに印加される使用電力量に対応するバッファユニットと；
を含むことを特徴とする，燃料電池システム。
【請求項２】
記バッファユニットは，
記改質装置と前記スタックの連結経路上に設置され，前記使用電力量に基づいて，前記スタックの予め設定された基準電力量の超過分に相当する程度の水素量を保存するストレージ部と；
記ストレージ部に連結設置され，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記ストレージ部に保存された前記水素を前記スタックに供給する水素供給部と；
を含むことを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料供給源は，
前記燃料を保存する第１タンクと；
前記第１タンクに連結設置されて前記第１タンクに保存された前記燃料を排出させる第１ポンプと；
を含み，
前記第１タンクと前記改質装置とが第１供給ラインによって連結設置され，前記改質装置と前記スタックとが第２供給ラインによって連結設置されることを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記酸素供給源は，空気を吸入し，この空気を前記スタックに供給する第２ポンプを含み，
前記第２ポンプと前記スタックとが第３供給ラインによって連結設置されることを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記バッファユニットは，
前記第２供給ライン上に設置され，前記第２供給ラインより大きい断面積を有しながら，前記使用電力量に基づいて，前記スタックの予め設定された基準電力量の超過分に相当する程度の水素量を保存する第２タンクと；
前記第２タンクに連結設置され，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記第２タンクに保存された前記水素を前記スタックに供給する第３ポンプと；
を含むことを特徴とする，請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記第２タンクは，前記第２供給ラインと実質的に連通する流入口及び流出口を備えることを特徴とする，請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記第２供給ラインは，前記第３ポンプの無負荷時，前記スタックの基準電力量に対応する程度の水素量を前記スタックに供給できる断面積を有するパイプ形態に備えられることを特徴とする，請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記スタックは，前記電気エネルギを発生させる複数の電気発生部を備え，これら電気発生部による集合体構造を有することを特徴とする，請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
水素と酸素の反応によって電気エネルギを発生させ，この電気エネルギを所定のロードに印加するスタックと；
燃料を改質して前記水素を発生させ，この水素を前記スタックに供給する改質装置と；
前記燃料を前記改質装置に供給する燃料供給源と；
前記酸素を前記スタックに供給する酸素供給源と；
前記ロードに電気的に連結設置され，前記ロードに補助電源を印加して前記ロードの使用電力量に対応する第１バッファユニットと；
前記改質装置と前記スタックに連結設置され，前記改質装置から前記スタックに供給される水素量を調節して前記使用電力量に対応する第２バッファユニットと；
前記スタックの予め設定された基準電力量及び前記使用電力量を検出して，前記使用電力量に基づいて前記第１，第２バッファユニットを制御する制御ユニットと；
を含むことを特徴とする，燃料電池システム。
【請求項１０】
前記第１バッファユニットは，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記基準電力量の超過分に相当する前記補助電源を前記ロードに印加する２次電池として構成されることを特徴とする，請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記第２バッファユニットは，
前記改質装置と前記スタックの連結経路上に設置され，前記使用電力量に基づいて，前記基準電力量の超過分に相当する程度の水素量を保存するストレージ部と；
前記ストレージ部に連結設置され，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記ストレージ部に保存された前記水素を前記スタックに供給する水素供給部と；
を含むことを特徴とする，請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記ストレージ部は，前記水素を保存するタンクとして構成されることを特徴とする，請求項１１に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
前記水素供給部は，前記水素を前記タンクから排出させるポンプとして構成されることを特徴とする，請求項１２に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池システムに係り，より詳しくは，ロードの要求電力量に対応する電気的な応答特性を改善した燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
知られたように，燃料電池は，メタノール，エタノール，天然ガスのような炭化水素系の物質内に含まれている水素と酸素の電気化学反応を通じて電気エネルギを発生させる発電システムである。
【０００３】
このような燃料電池において，近来に開発されている高分子電解質型燃料電池（Polymer  Electrolyte  Membrane  Fuel  Cell，ＰＥＭＦＣ）は，出力特性が優れており，作動温度が低く，同時に速い始動及び応答特性を有するので，自動車のような移動用電源はもちろん，住宅，公共建物のような分散用電源及び電子機器用のような小型電源など，その応用範囲が広いという長所を有する。
【０００４】
このようなＰＥＭＦＣ方式の燃料電池システムは，スタック（stack）と呼ばれる燃料電池本体（以下，便宜上“スタック”とする）と，燃料を改質して水素を発生させ，この水素をスタックに供給する改質装置（reformer）と，酸素をスタックに供給するための空気ポンプ又はファンとを備える。
【０００５】
したがって，スタックは，改質装置から供給される水素と，空気ポンプ又はファンの稼動によって供給される酸素との電気化学的な反応によって予め設定された出力容量の電気エネルギを発生させ，この電気エネルギを所定のロードに印加する。
【０００６】
このような燃料電池システムは，初期起動時に燃料ポンプなどに補助電源を印加する補助電源供給装置，例えば，充電及び放電が可能な２次電池を備えている。したがって，システムの初期起動時に補助電源供給装置から供給される電源によって燃料ポンプなどを稼動させる。
【０００７】
さらに，従来の燃料電池システムは，ロードの電気的な過度状態，つまり，ロードの要求電力量がスタックの出力容量を超える場合，この出力容量の超過分に対応する補助電源を補助電源供給装置を通してロードに印加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし，従来の燃料電池システムは，補助電源供給装置の補助電源をロードに印加してロードの過度状態に対処するため，電気容量が大きい補助電源供給装置を必要とし，システムの全体的な運転費用が上昇するという問題点がある。
【０００９】
本発明は，前述の問題点を勘案したものであって，その目的は，スタックから出力される電力量でもロードの電気的な過度状態に対応することができる，電気的な応答特性を改善した燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために本発明による燃料電池システムは，水素と酸素の反応によって電気エネルギを発生させ，この電気エネルギを所定のロードに印加するスタックと，燃料を改質して前記水素を発生させ，この水素を前記スタックに供給する改質装置と，前記燃料を前記改質装置に供給する燃料供給源と，前記酸素を前記スタックに供給する酸素供給源と，前記改質装置と前記スタックに連結設置され，前記改質装置から前記スタックに供給される水素量を調節して前記ロードに印加される使用電力量に対応するバッファユニットとを含む。
【００１１】
前記燃料電池システムにおいて，前記バッファユニットは，前記改質装置と前記スタックの連結経路上に設置され，前記使用電力量に基づいて，前記スタックの予め設定された基準電力量の超過分に相当する程度の水素量を保存するストレージ部と，前記ストレージ部に連結設置され，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記ストレージ部に保存された前記水素を前記スタックに供給する水素供給部とを含むことができる。
【００１２】
前記燃料電池システムにおいて，前記燃料供給源は，前記燃料を保存する第１タンクと，前記第１タンクに連結設置され，前記第１タンクに保存された前記燃料を排出させる第１ポンプとを含み，前記第１タンクと前記改質装置とが第１供給ラインによって連結設置され，前記改質装置と前記スタックとが第２供給ラインによって連結設置されることができる。
【００１３】
前記燃料電池システムにおいて，前記酸素供給源は，空気を吸入してこの空気を前記スタックに供給する第２ポンプを含み，前記第２ポンプと前記スタックとが第３供給ラインによって連結設置されることができる。
【００１４】
前記燃料電池システムにおいて，前記バッファユニットは，前記第２供給ライン上に設置され，前記第２供給ラインより大きい断面積を有しながら，前記使用電力量に基づいて前記スタックの予め設定された基準電力量の超過分に相当する程度の水素量を保存する第２タンクと，前記第２タンクに連結設置され，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記第２タンクに保存された前記水素を前記スタックに供給する第３ポンプとを含むことができる。
【００１５】
前記燃料電池システムにおいて，前記第２タンクは，前記第２供給ラインと実質的に連通する流入口及び流出口を備えることができる。
【００１６】
前記燃料電池システムにおいて，前記第２供給ラインは，前記第３ポンプの無負荷時，前記スタックの基準電力量に対応する程度の水素量を前記スタックに供給できる断面積を有するパイプ形態に備えられることができる。
【００１７】
前記燃料電池システムにおいて，前記スタックは，前記電気エネルギを発生させる複数の電気発生部を備え，これら電気発生部による集合体構造を有することができる。
【００１８】
また，本発明による燃料電池システムは，水素と酸素の反応によって電気エネルギを発生させ，この電気エネルギを所定のロードに印加するスタックと，燃料を改質して前記水素を発生させ，この水素を前記スタックに供給する改質装置と，前記燃料を前記改質装置に供給する燃料供給源と，前記酸素を前記スタックに供給する酸素供給源と，前記ロードに電気的に連結設置され，前記ロードに補助電源を印加して前記ロードの使用電力量に対応する第１バッファユニットと，前記改質装置と前記スタックに連結設置され，前記改質装置から前記スタックに水素量を調節して前記使用電力量に対応する第２バッファユニットと，前記スタックの予め設定された基準電力量及び前記使用電力量を検出し，前記使用電力量に基づいて前記第１，第２バッファユニットを制御する制御ユニットとを含む。
【００１９】
前記燃料電池システムにおいて，前記第１バッファユニットは，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記基準電力量の超過分に相当する前記補助電源を前記ロードに印加する２次電池として構成されることができる。
【００２０】
前記燃料電池システムにおいて，前記第２バッファユニットは，前記改質装置と前記スタックの連結経路上に設置され，前記使用電力量に基づいて前記基準電力量の超過分に相当する程度の水素量を保存するストレージ部と，前記ストレージ部に連結設置され，前記使用電力量が前記基準電力量を超える場合，前記ストレージ部に保存された前記水素を前記スタックに供給する水素供給部とを含むことができる。
【００２１】
前記燃料電池システムにおいて，前記ストレージ部は，前記水素を保存するタンクとして構成されることができる。
【００２２】
前記燃料電池システムにおいて，前記水素供給部は，前記水素を前記タンクから排出させるポンプとして構成されることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば，スタックに供給される水素の量を制御し，スタックから出力される電力量でもロードの過度な電力量変化に積極的に対処することができる。したがって，第１バッファユニットの電力消耗量を減少させ，システムの全体的な運転費用を節減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。しかし，本発明は多様な相違した形態で実現でき，ここで説明する実施形態に限定されない。
【００２５】
図１は，本実施形態による燃料電池システムの構成を概略的に示したブロック図であり，図２は，図１の詳細図である。
【００２６】
図面を参照すれば，本実施形態による燃料電池システム１００は，ノートブックＰＣ，ＰＤＡ，移動通信端末機器などのような電子機器（以下，“ロード（load）”という）に装着されて，水素と酸素の電気化学的な反応を通じて電子機器に所定の容量の電気エネルギを提供する発電システムとして構成される。
【００２７】
燃料電池システム１００は，燃料を改質して水素を発生させ，この水素と酸素を電気化学的に反応させて電気エネルギを発生させる高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）方式として構成されることができる。
【００２８】
このような燃料電池システム１００に使用される燃料は，メタノール，エタノール又は天然ガスなどのように水素を含有した液体又は気体の燃料を含むことができる。しかし，本実施形態で説明する以下の燃料は，便宜上液体からなる燃料と定義する。
【００２９】
そして，本システム１００は，水素と反応する酸素として別途の保存手段に保存された純粋な酸素を用いることができ，酸素を含有している空気をそのまま使用することもできる。しかし，以下では，後者を例として説明する。
【００３０】
このような燃料電池システム１００は，水素と酸素の反応によって電気エネルギを発生させるスタック１０と，燃料を改質して水素を発生させ，この水素をスタック１０に供給する改質装置２０と，燃料を改質装置２０に供給する燃料供給源３０と，空気をスタック１０に供給する酸素供給源４０とを含んで構成される。
【００３１】
スタック１０はロード（Ｌ）と電気的に連結されて，このロード（Ｌ）の駆動に必要な要求電力量（以下，“使用電力量”という）を供給するためのものであって，水素と酸素の電気化学的な反応を利用して電気エネルギを発生させる少なくとも一つの電気発生部１１を備える。
【００３２】
この電気発生部１１は，通常の膜−電極アセンブリ（Membrane-Electrode  Assembly:ＭＥＡ）を中心に，その両面にセパレータ（当り業界では“二極式プレート（bipolar  plate）”ともいう）を密着配置して成る最小単位の燃料電池（fuel  cell）として構成される。したがって，本実施形態では，このような電気発生部１１を複数に備え，これらを連続的に配置することによって電気発生部１１の集合体構造によるスタック１０を形成することができる。
【００３３】
本実施形態で，システム全体の大きさ，ロード（Ｌ）の種類及び特性を考慮して予め設定された個数の電気発生部１１を連続的に配置してスタック１０を構成する場合，このスタック１０は，改質装置２０から供給される水素量及びロード（Ｌ）の全体駆動に必要な平均値の消費電力によって決定される電力量（以下，“基準電力量”という）の電気エネルギを出力する。
【００３４】
このようなスタック１０の構成は，通常の高分子電解質型燃料電池のスタック構成であれば良いので，本明細書ではその詳細な説明を省略する。
【００３５】
改質装置２０は，熱エネルギによる化学触媒反応を通じて燃料から予め設定された量の水素を発生させ，この水素をスタック１０に供給する通常の改質装置を備える。このような改質装置２０は，燃料の水蒸気改質，部分酸化又は自熱反応などの触媒反応を通じて水素を発生させ，水素の水性ガス転換反応（ＷＧＳ），選択的酸化反応（ＰＲＯＸ）又は分離膜を利用した水素の精製などにより，この水素に含まれている一酸化炭素の濃度を低減させる構造からなる。
【００３６】
このような改質装置２０の構成は，通常の高分子電解質型燃料電池方式のシステムに採用される改質装置の構成でも良いので，本明細書ではその詳細な説明を省略する。
【００３７】
燃料供給源３０は，燃料を保存する第１タンク３１と，第１タンク３１に連結設置され，第１タンク３１から燃料を排出させる第１ポンプ３３とを含む。
【００３８】
そして，酸素供給源４０は，所定のポンピング力で空気を吸入し，この空気をスタック１０に供給する第２ポンプ４１を含む。ここで，酸素供給源４０は，前記のようなポンプ４１を備えることに限定されず，通常の構造のファンを備えることもできる。
【００３９】
このような燃料電池システム１００において，スタック１０，改質装置２０，燃料供給源３０，及び酸素供給源４０は，パイプラインによって相補的に連結設置されることができる。具体的に，燃料供給源３０の第１タンク３１と改質装置２０とは第１供給ライン９１によって連結設置され，改質装置２０とスタック１０とは第２供給ライン９２によって連結設置され，酸素供給源４０の第２ポンプ４１とスタック１０とは第３供給ライン９３によって連結設置されることができる。
【００４０】
ここで，改質装置２０から発生する水素は第２供給ライン９２を通してスタック１０の電気発生部１１に供給されるが，この水素は第１ポンプ３１のポンピング圧力によって電気発生部１１に供給されることができる。そして，第２供給ライン９２は，第１ポンプ３１の予め設定されたポンピング圧力によってスタック１０の基準電力量に対応する量だけ水素をスタック１０に供給できる程度の断面積を有する円形のパイプ形態に備えられることができる。
【００４１】
一方，本実施形態による燃料電池システム１００は，初期起動時にポンプ３３，４１などに補助電源を印加したり，ロード（Ｌ）の使用電力量がスタック１０の基準電力量を超える場合，基準電力量の超過分に相当する補助電源をロード（Ｌ）に印加して，ロード（Ｌ）で要求される使用電力量に対応することができる第１バッファユニット５０を含む。
【００４２】
ここで，ロード（Ｌ）の使用電力量がスタック１０の基準電力量を超える場合は，基準電力量が改質装置２０からスタック１０に供給される水素量，及びロード（Ｌ）の駆動に必要な平均値の消費電力によって決定されるため，システムの作用時，ロード（Ｌ），例えばノートブックＰＣがブーティングされる際又はノートブックＰＣの多くのソフトウェアが同時に駆動される際など，ロード（Ｌ）が平均値の消費電力を超える最大の電力量として駆動される場合に発生する。
【００４３】
そのために，第１バッファユニット５０は，スタック１０から出力される基準電力量だけでロード（Ｌ）に供給するべき電力量が不足した場合，基準電力量の超過分に相当する補助電源をロード（Ｌ）に出力するが，充放電が可能な２次電池であることができ，もしくはキャパシタである場合もある。好ましく，第１バッファユニット５０は，２次電池５１として構成されることができる。
【００４４】
そして，本実施形態による燃料電池システム１００は，システム全体の運転を制御することはもちろん，スタック１０の基準電力量とロード（Ｌ）の使用電力量を検出し，使用電力量に基づいて第１バッファユニット５０の放電を制御し，後でさらに説明する第２バッファユニット７０の駆動を制御する制御ユニット６０を含む。
【００４５】
この制御ユニット６０は，第１バッファユニット５０及びスタック１０から出力される電力の電圧レベルを調整するインバータ，コンバータ又はシステムの全般的な駆動に必要な各種制御信号を印加する制御回路などを備えた通常のマイコンとして構成されることができる。
【００４６】
このような燃料電池システム１００の駆動時，ロード（Ｌ）の電気的な過度状態，言い換えれば，ロード（Ｌ）の使用電力量がスタック１０の基準電力量を超える場合，このようなロード（Ｌ）の使用電力量をスタック１０が全的に耐えられるには限界があるため，第１バッファユニット５０は，基準電力量の超過分に相当する程度の補助電源をロード（Ｌ）に印加する。この時，第１バッファユニット５０はロード（Ｌ）の使用電力量に基づいて，スタック１０の基準電力量の超過分に相当する補助電源を全的に出力する。
【００４７】
また，本実施形態による燃料電池システム１００は，第１バッファユニット５０の出力容量を減少させながら，ロード（Ｌ）の使用電力量に基づいてスタック１０の応答特性を向上させることができる第２バッファユニット７０を備えている。
【００４８】
本実施形態によれば，第２バッファユニット７０は，改質装置２０からスタック１０に供給される水素量を調節して，ロード（Ｌ）の使用電力量に積極的に対応するためのものである。
【００４９】
このような第２バッファユニット７０は，改質装置２０とスタック１０の連結経路上に設置されるストレージ部７１と，このストレージ部７１に連結設置される水素供給部７２とを含んで構成される。
【００５０】
ストレージ部７１は，第２供給ライン９２を通して改質装置２０からスタック１０に水素が供給される過程で，ロード（Ｌ）の使用電力量に基づいて，スタック１０の基準電力量の超過分に相当する程度の剰余水素を保存する機能をする。
【００５１】
このストレージ部７１は，前記水素を保存する保存空間を有しながら改質装置２０からスタック１０に供給される水素の供給経路，つまり，改質装置２０とスタック１０とを連結する第２供給ライン９２上に形成される。
【００５２】
このようなストレージ部７１は，図４に図示したように第２供給ライン９２に連結設置され，第２供給ライン９２の断面積より相対的に大きい断面積を有する第２タンク７３として構成されることができる。
【００５３】
ここで，第２タンク７３は，第２供給ライン９２を通過する水素の供給経路に位置する流入口７３ａと流出口７３ｂを形成している。流入口７３ａは，第２供給ライン９２によって改質装置２０に連結され，流出口７３ｂは，第２供給ライン９２によってスタック１０に連結されている。
【００５４】
水素供給部７２は，ロード（Ｌ）の使用電力量がスタック１０の基準電力量を超える場合，前記超過分の電力量に対応する量だけ，第２タンク７３に保存された水素をスタック１０に供給する機能をする。
【００５５】
このような水素供給部７２は，第２タンク７３に連結設置されて所定のポンピング圧力によって第２タンク７３に保存された水素をスタック１０に供給する第３ポンプ７４として構成されることができる。
【００５６】
ここで，第３ポンプ７４は，ロード（Ｌ）の使用電力量がスタック１０の基準電力量を超える場合，これを判断する制御ユニット６０によって制御されて駆動する。この場合，第３ポンプ７４は，第１ポンプ３１の予め設定されたポンピング圧力によってスタック１０に供給される予め設定された量の水素に加えて，第２タンク７３に保存された剰余水素を自体の予め設定されたポンピング圧力によってスタック１０に供給することができるようになる。そして，第３ポンプ７４は，ロード（Ｌ）の使用電力量がスタック１０の基準電力量を超えない場合，制御ユニット６０によって制御されて駆動しなくなる。この場合，第３ポンプ７４が無負荷状態を維持しているので，改質装置２０から発生する水素は，第１ポンプ３１の予め設定されたポンピング圧力によって第２タンク７３を経ながら，第２供給ライン９２を通して予め設定された量だけスタック１０に供給される。
【００５７】
前記のように構成される燃料電池システムの動作を詳細に説明する。
【００５８】
まず，システム１００の初期起動時，制御ユニット６０は，第１ポンプ３３に補助電源が印加されるように第１バッファユニット５０を制御する。そうすると，第１ポンプ３３が稼動されながら，第１タンク３１に保存された燃料は第１供給ライン９１を通して改質装置２０に供給される。
【００５９】
したがって，改質装置２０は，熱エネルギによる化学触媒反応を通じて燃料から水素を発生させ，この水素を第２供給ライン９２を通してスタック１０の電気発生部１１に供給する。この時，水素は，第１ポンプ３３のポンピング圧力によって第２供給ライン９２に沿って流動し，第２タンク７３の保存空間に保存された状態で，スタック１０の基準電力量に対応する量だけがスタック１０に供給される。
【００６０】
これと同時に，制御ユニット６０は，第２ポンプ４１に補助電源が印加されるように第１バッファユニット５０を制御する。そうすると，第２ポンプ４１が稼動されながら，空気は第３供給ライン９３を通してスタック１０の電気発生部１１に供給される。
【００６１】
したがって，スタック１０は，各電気発生部１１による水素と酸素の電気化学的な反応を通じて基準電力量の電気エネルギを発生させ，この電気エネルギをロード（Ｌ）に出力する。
【００６２】
このような過程を経る間，制御ユニット６０は，ロード（Ｌ）の使用状態に基づいて印加されるべき使用電力量とスタック１０から出力される基準電力量とを検出し，このように検出された使用電力量と基準電力量とを比較して，使用電力量が基準電力量より大きいか否かを判断する。
【００６３】
制御ユニット６０の判断結果，ロード（Ｌ）で電気的な過度状態，つまり，ロード（Ｌ）で要求される使用電力量がスタック１０の基準電力量を超える場合，制御ユニット６０は，第３ポンプ７４に補助電源又はスタック１０から出力される電気エネルギが印加されるように，第１バッファユニット５０又はスタック１０を制御する。
【００６４】
そうすれば，第１ポンプ３３のポンピング圧力によって第２供給ライン９２を通してスタック１０の電気発生部１１に水素が供給される途中，第２タンク７３に保存された水素は，ロード（Ｌ）の使用電力量に基づいてスタック１０の基準電力量の超過分に相当する量だけが，第３ポンプ７４のポンピング圧力によってスタック１０の電気発生部１１に追加的に供給される。この過程で，前記水素の供給量に相応する空気を第２ポンプ４１を通してスタック１０の電気発生部１１に供給しなければならないのは自明なことである。したがって，スタック１０は，基準電力量を超える電気エネルギを発生させ，この電気エネルギをロード（Ｌ）に出力する。
【００６５】
一方，制御ユニット６０の判断結果，ロード（Ｌ）で要求される使用電力量がスタック１０の基準電力量を超えない場合，第３ポンプ７４は制御ユニット６０によって制御されて，駆動しなくなる。そうすれば，改質装置２０から発生する水素は，第１ポンプ３３のポンピング圧力によってスタック１０の基準電力量に対応する量だけが第２供給ライン９２を通してスタック１０の電気発生部１１に供給される。したがって，スタック１０は，基準電力量の電気エネルギを発生させ，この電気エネルギをロード（Ｌ）に出力する。
【００６６】
したがって，本実施形態による燃料電池システム１００は，第２バッファユニット７０を通してスタック１０に供給される水素の量を調節して，このスタック１０から出力される電力でもロード（Ｌ）の電気的な過度状態に迅速に対処することができる。このようにして，ロード（Ｌ）には使用によって変わる電力量をスタック１０を通して充分に供給しながら，第１バッファユニット５０の電力消耗量を減少させることができる。
【００６７】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態による燃料電池システムの構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】図１をより詳細に示した説明図である。
【図３】図２に示した第２バッファユニット部位の断面構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１０  スタック
１１  電気発生部
２０  改質装置
３０  燃料供給源
３１  第１タンク
３３  第１ポンプ
４０  酸素供給源
４１  第２ポンプ
５０  第１バッファユニット
５１  ２次電池
６０  制御ユニット
７０  第２バッファユニット
７１  ストレージ部
７２  水素供給部
７３  第２タンク
７３ａ  流入口
７３ｂ  流出口
７４  第３ポンプ
９１  第１供給ライン
９２  第２供給ライン
９３  第３供給ライン
１００  燃料電池システム
【図１】
2006012811.tif 000003
【図２】
2006012811.tif 000004
【図３】
2006012811.tif 000005